Μελέτη των σηματοδοτικών μονοπατιών που εμπλέκονται στις ανοσολογικές αποκρίσεις του μυδιού Mytilus galloprovincialis

Σκοπός της παρούσας διδακτορικής διατριβής ήταν να μελετηθούν οι μηχανισμοί και τα μόρια επαγωγής τοξικότητας από περιβαλλοντικούς παράγοντες στο ανοσοποιητικό σύστημα του μυδιού M.galloprovincialis και να προταθούν νέοι βιομάρτυρες για τη βιοπαρακολούθηση των θαλάσσιων οικοσυστημάτων. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι η επίδραση μολυσματικών παραγόντων (E.coli TNF-α), νανοσωματιδίων (νανοσωματίδιο μαγνητίτη), πολυκυκλικών αρωματικών υδρογονανθράκων (PAHs) (μίγμα από ανθρακένιο, φαινανθρένιο και ναφθαλίνιο), φυτοφαρμάκων (λινδάνιο), βαρέων μετάλλων (κάδμιο) και ορμονών (17β-οιστραδιόλη), ενεργοποίησαν το ανοσοποιητικό σύστημα των μυδιών, όπως παρατηρήθηκε από τη στατιστικά σημαντική αύξηση της φαγοκυτταρικής ικανότητας και συγκεκριμένα του βαθμού προσκόλλησης των αιμοκυττάρων στις πρωτεΐνες της εξωκυττάριας ουσίας, λαμινίνη-1, κολλαγόνο IV και οξειδωμένο κολλαγόνο IV. Επίσης, προκάλεσαν στατιστικά σημαντική αύξηση στα επίπεδα της α2 υπομονάδας της ιντεγκρίνης, με εξαίρεση το E. coli. Για την περαιτέρω διερεύνηση των μηχανισμών επαγωγής τοξικότητας στα αιμοκύτταρα του μυδιού, επιλέχθηκαν οι ρύποι κάδμιο και 17β-οιστραδιόλη, που προκάλεσαν τη μεγαλύτερη απόκριση του ανοσοποιητικού συστήματος. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι η επίδραση 5 μΜ καδμίου ή 25 nM 17β-οιστραδιόλης σε απομονωμένα αιμοκύτταρα προκάλεσε οξειδωτικό stress στα αιμοκύτταρα του μυδιού, το οποίο εκφράστηκε με στατιστικά σημαντική αύξηση στα ενδοκυτταρικά επίπεδα των ROS, στατιστικά σημαντικά αυξημένα επίπεδα βλάβης του γενετικού υλικού, οξείδωσης των πρωτεϊνών και υπεροξείδωσης των λιπιδίων καθώς και με ενεργοποίηση των αμυντικών μηχανισμών των αιμοκυττάρων, η οποία εκδηλώθηκε με στατιστικά σημαντική επαγωγή της μεταγραφικής δραστηριότητας των γονιδίων που κωδικοποιούν τα αντιοξειδωτικά ένζυμα καταλάση (CAT), δισμουτάση του σουπεροξειδίου (SOD) και τρανσφεράση –S της γλουταθειόνης (GST). Έκθεση μυδιών M. galloprovincialis σε 0,3 μΜ καδμίου ή σε 50 nM 17β-οιστραδιόλης για 1, 3 και 7 ημέρες προκάλεσε στατιστικά σημαντική αύξηση στα επίπεδα παραγωγής ROS, στατιστικά σημαντική αύξηση στα επίπεδα απόπτωσης των αιμοκυττάρων και στατιστικά σημαντική μείωση στα επίπεδα έκφρασης του mRNA των τριών αντιοξειδωτικών ενζύμων CAT, SOD, GST. Επιπρόσθετα, τα αποτελέσματα της παρούσας διατριβής προτείνουν την συμμετοχή της αντλίας ανταλλαγής ιόντων Na+/H+ (NHE-1), όλων των ισομορφών της πρωτεϊνικής κινάσης C (PKC), των ισομορφών της PKC που εξαρτώνται από Ca2+, της κινάσης της φωσφατοδυλικής ινοσιτόλης (PI3-Κ) και της κινάσης του αμινοτελικού άκρου της c-jun (JNK), στους σηματοδοτικούς μηχανισμούς, που σχετίζονται με την επαγωγή τοξικότητας από περιβαλλοντικούς ρύπους. Η συμμετοχή της NAD(P)H οξειδάσης, της συνθάσης του οξειδίου του αζώτου (NO) και των δραστικών μορφών οξυγόνου (ROS) στους σηματοδοτικούς μηχανισμούς που επάγονται, προτείνουν την επαγωγή της «αναπνευστικής έκρηξης» στα αιμοκύτταρα του μυδιού, ως απόκριση στους περιβαλλοντικούς ρύπους. Αυξημένα ενδοκυτταρικά επίπεδα κυκλικής 3’-5’-μονοφωσφορικής αδενοσίνης (cAMP) φάνηκε να λειτουργούν προστατευτικά για το κύτταρο έναντι του περιβαλλοντικού στρες. Η αυξημένη προσκόλληση στις πρωτεΐνες της εξωκυττάριας ουσίας, η αύξηση των επιπέδων της α2 υπομονάδας της ιντεγκρίνης, τα αυξημένα επίπεδα των ROS, η βλάβη του DNA, η οξείδωση των πρωτεϊνών, η υπεροξείδωση των λιπιδίων και η απόπτωση, καθώς και οι τροποποιήσεις στα επίπεδα έκφρασης του mRNA των αντιοξειδωτικών ενζύμων CAT, SOD και GST στα αιμοκύτταρα του μυδιού Mytilus galloprovincialis προτείνονται ως κατάλληλοι βιομάρτυρες περιβαλλοντικής ρύπανσης ή/και μόλυνσης, ενώ η ταυτόχρονη χρήση τους θα μπορούσε να αποτελέσει μία νέα πολύ-παραμετρική προσέγγιση για την έγκαιρη διάγνωση πρώιμων σταδίων της θαλάσσιας ρύπανσης ή/και μόλυνσης.